一種酶法提高蛋白質纖維制品染色牢度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酶法提高蛋白質纖維制品染色牢度的方法，借助于多酚氧化酶(酪氨酸酶、兒茶酚氧化酶、漆酶)催化氧化蠶絲、羊毛等蛋白質纖維中的酪氨酸生成醌基，進而與含氨基的酸性染料發(fā)生加成反應，提升纖維制品的染色深度與色牢度。工藝步驟包括：蛋白質纖維多酚氧化酶處理、酸性染料染色、水洗后處理，其中酶處理與染色可以二浴法，也可以一浴二步法。本發(fā)明述及的蛋白質纖維改性條件緩和，染色后纖維制品色深與色牢度增加，染色廢液的色度下降，染料利用率提高，滿足蛋白質纖維制品清潔化染色生產的要求。
【專利說明】一種酶法提高蛋白質纖維制品染色牢度的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種酶法提高蛋白質纖維制品染色牢度的方法，特別是以多酚氧化酶進行蠶絲、羊毛等蛋白質纖維催化氧化預處理，再進行酸性染料染色，促進纖維與酸性染料共價鍵合，提高纖維制品染色牢度的方法，屬于紡織生物【技術領域】。
【背景技術】
[0002]酸性染料具有顏色鮮艷、色譜齊全、勻染性好等諸多優(yōu)點，在蠶絲和羊毛等動物毛染色中應用較為廣泛。由于酸性染料多數分子量較小，染料與纖維間氫鍵和范德華力較弱，因此為提高染色深度，染色中需加酸促染，使蛋白質纖維上的氨基離子化后與染料負電性基團發(fā)生靜電引力結合。由于酸性染料與蛋白質纖維間的離子鍵不夠穩(wěn)定，水洗時染料較易從纖維表面脫落，從而造成染物濕處理牢度下降。為提高蛋白質纖維制品的染色牢度，酸性媒介染料染色得到應用，即在蛋白質纖維酸性染料染色前(預媒法)或染色后(后媒法)，采用某些金屬鹽(如鉻鹽、銅鹽等)為媒染劑處理纖維，使染料、纖維和金屬鹽三者間形成絡合結構，提高染物的色牢度。與未經媒染處理的試樣相比，纖維制品濕處理牢度有所提升，但媒染加工中金屬鹽易殘留在纖維制品中，不但影響紡織品的安全性，還易產生環(huán)境污染，增加印染廢水處理的負擔。在提升蛋白質纖維色牢度方面，除了金屬鹽媒染劑外，陽離子季銨鹽類固色劑、樹脂型固色劑、交聯反應型固色劑等也在染色處理中得到應用。這些表面活性劑在提高纖維制品染色深度與牢度的同時，部分也存在著易使織物釋放甲醛量增力口、手感下降等問題，有些化學固色劑本身生物降解性差，不同程度上影響了其在蛋白質纖維制品色牢度改善方面的應用。
[0003]生物酶具有安全、高效和專一等特性，在纖維制品練漂、染色皂洗和拋光整理中應用日趨廣泛。多酚氧化酶是自然界中分布極廣的一種含銅生物酶，能通過催化氧化酚或多酚化合物形成對應的醌，進一步引發(fā)與其他伯胺化合物反應，形成較穩(wěn)定的結合體。多酚氧化酶包括單酚氧化酶(酪氨酸酶)、雙酚氧化酶(兒茶酚氧化酶)和漆酶，其中兒茶酚氧化酶主要分布在植物中，微生物來源的多酚氧化酶主要是漆酶和酪氨酸酶?？紤]到蠶絲和羊毛纖維中含有5?10%的酪氨酸殘基，因此可借助于多酚氧化酶催化氧化絲、毛纖維中的酪氨酸生成醌基，進而與含氨基的酸性染料發(fā)生加成反應，提升纖維制品的染色深度與牢度。與金屬鹽、陽離子固色劑等化學試劑相比，多酚氧化酶不但反應條件溫和，酶催化效率較高，而且對環(huán)境污染小，符合纖維制品生態(tài)染整加工的要求。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在提供一種酶法提高蛋白質纖維制品染色牢度的方法。使用本發(fā)明可實現蛋白質纖維中酪氨酸殘基的酶促催化氧化，并與含氨基酸性染料分子發(fā)生加成反應，提高纖維制品的染色牢度。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術方案來具體實現:
[0006]一種酶法提高蛋白質纖維制品染色牢度的方法，是先以多酚氧化酶處理蠶絲、羊毛等蛋白質纖維，再進行酸性染料染色的方法。
[0007]上述酶法提高蛋白質纖維制品染色牢度的方法，具體步驟如下:
[0008](I)多酚氧化酶處理:將蠶絲或羊毛等蛋白質纖維制品在多酚氧化酶溶液中浸潰處理；
[0009]其中，酶處理工藝條件為:多酚氧化酶2?100U / mL、pH6?7.5、溫度20?60°C、時間0.5?8h、浴比1: 5?100 ;優(yōu)選為:多酚氧化酶10?20U / mL、pH7.0、溫度30°C、時間4h、浴比I: 20。
[0010](2)酸性染料染色:將步驟(I)酶促處理后纖維制品以酸性染料進行染色處理；
[0011]其中，染液處方及條件為:酸性染料0.01?5g / L、元明粉O?50g / L、pH2?
6、溫度60?100°C、時間20?240min、浴比1: 5?100 ;優(yōu)選為:染料0.05?L Og/L、pH4、溫度 98°C、時間 45min、浴比 I: 20。
[0012](3)水洗后處理:將步驟(2)染色后織物在30?100°C水洗處理5?20min、浴比I: 5?100 ;優(yōu)選為:水洗溫度60°C、時間lOmin、浴比1: 20。
[0013]所述蛋白質纖維酶促氧化與酸性染料染色，既可以酶處理、酸性染料染色分別進行(即二浴法)；也可以酶處理后調整體系溶液PH，再添加酸性染料進行升溫和染色(即一浴二步法)。
[0014]所述使用的多酚氧化酶包括植物或微生物等不同來源的酪氨酸酶、兒茶酚氧化酶和漆酶。
[0015]所述酸性染料染色中使用的酸性染料可以是強酸性染料、也可以是弱酸性染料，染料分子結構中含有氨基。
[0016]所述蛋白質纖維制品的原料包括桑蠶絲、榨蠶絲、羊毛、山羊絨及其他經脫色處理的有色動物毛。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018](I)纖維改性條件緩和:在低溫近中性條件下進行完成絲素、羊毛等纖維制品的酶促氧化改性預處理，具有能耗低、處理工藝安全環(huán)保的優(yōu)點，在提高染物色深與牢度的同時，避免了化學纖維改性處理法反應條件苛刻、能耗大等方面的缺陷。
[0019](2)染料利用率提高:采用多酚氧化酶催化氧化蠶絲、羊毛等蛋白質纖維后，染色中染料可通過共價鍵、離子鍵及范德華力等多種方式與纖維結合，纖維制品染色深度與染色牢度增加，染色廢液的色度下降，染料利用率提高。
[0020](3)染物色牢度改善:利用多酚氧化酶催化氧化絲素、羊毛等蛋白質纖維大分子，促進染料表面深度K / S增加，染色牢度有明顯提升。
【具體實施方式】
[0021]以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]實施1:
[0023]本實施所選試樣為桑蠶絲為原料的真絲電力紡(克重60g / m2)。
[0024](I)纖維酪氨酸酶處理:將真絲織物在酪氨酸酶溶液中浸潰處理，處理條件為酪氨酸酶IOU / mL、pH7、溫度30°C、時間4h、浴比I: 20。[0025](2)酸性染料染色:將步驟(I)酶促處理后纖維制品在另外染浴中進行酸性染料染色處理，其中酸性紫2R0.05g/L、pH4、溫度98°C、時間45min、浴比1: 20 ;染色后織物在60V水洗 IOmin。
[0026]試樣1:以步驟(I)、⑵工藝染色樣；
[0027]試樣2:僅以步驟(2)工藝染色樣；
[0028]經上述工藝處理后，試樣I的染色深度K / S為2.336，水洗牢度變色4?5級、沾色4?5級；試樣2的染色深度K / S為1.159，水洗牢度變色4級、沾色4級。試樣I與試樣2相比，真絲織物染色深度增加，水洗牢度略高，表明本發(fā)明述及的酶促改性對提高真絲織物酸性染料染色深度與牢度效果明顯。
[0029]實施2:
[0030]本實施所選試樣為桑蠶絲為原料的真絲斜紋綢(克重85g / m2)。
[0031](I)纖維漆酶處理:將真絲織物在漆酶溶液中浸潰處理，其中漆酶20U / mL、pH7、溫度30°C、時間4h、浴比I: 20。
[0032](2)酸性染料染色:經步驟(I)酶促纖維改性預處理后，調節(jié)體系酸堿度至PH4，然后添加酸性藍2BR進行升溫染色，其中染料0.2g/L、溫度98°C、時間45min、浴比1: 20 ;染色后織物在60 V水洗IOmin。
[0033]試樣3:以步驟(I)、⑵工藝染色樣；
[0034]試樣4:以步驟⑵工藝染色樣；
[0035]經上述工藝處理后，試樣3的染色深度K / S為3.146，水洗牢度變色5級、沾色4級；試樣4的染色深度K / S為2.754，水洗牢度變色4級、沾色3?4級。試樣3與試樣4相比，染色深度略高，水洗牢度相近。
[0036]實施3:
[0037]本實施所選試樣為經氯化處理過的羊毛毛條。
[0038](I)兒茶酚氧化酶處理:將經過部分去除鱗片層的羊毛毛條浸潰在兒茶酚氧化酶中處理，其中兒茶酚氧化酶20U / mL、pH7、溫度30°C、時間4h、浴比1: 20。
[0039](2)酸性染料染色:經步驟(I)酶促纖維改性預處理后，調節(jié)體系酸堿度至PH4，然后添加弱酸性黑NBG進行升溫染色，其中染料0.05g / L、溫度98°C、時間45min、浴比I: 20 ;染色后織物在60°C水洗lOmin。
[0040]試樣5:以步驟⑴、⑵工藝染色樣；
[0041]試樣6:以步驟⑵工藝染色樣；
[0042]經上述工藝處理后，試樣5的染色深度K / S為1.231，水洗牢度變色4級、沾色4?5級；試樣6染色深度K / S為1.050，水洗牢度變色4級、沾色4級。試樣5與試樣6相比，羊毛毛條的色深增加，水洗牢度略高，表明本發(fā)明述及的兒茶酚氧化酶對提高羊毛纖維酸性染料染色深度與牢度效果明顯。
[0043]雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。
【權利要求】
1.一種酶法提高蛋白質纖維制品染色牢度的方法，其特征是以多酚氧化酶催化氧化蛋白質纖維中酪氨酸殘基，并與含氨基酸性染料分子發(fā)生反應，提高纖維制品的染色牢度。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，具體步驟及條件如下: (1)多酚氧化酶處理:將蠶絲或羊毛等蛋白質纖維制品在多酚氧化酶溶液中浸潰處理；其中，酶處理工藝條件為:多酚氧化酶2?IOOU / mL、pH6?7.5、溫度20?60°C、時間0.5?8h、浴比1: 5?100 ;優(yōu)選為:多酚氧化酶10?20U / mL、pH7.0、溫度30°C、時間4h、浴比I: 20。 (2)酸性染料染色:將步驟(I)酶促處理后纖維制品以酸性染料進行染色處理；其中，染液處方及條件為:酸性染料0.01?5g/L、元明粉O?50g / L、pH2?6、溫度60?100°C、時間20?240min、浴比1: 5?100 ;優(yōu)選為:染料0.05?1.0g/L、pH4、溫度98°C、時間45min、浴比 1: 20。 (3)水洗后處理:將步驟(2)染色后織物在30?100°C水洗處理5?20min、浴比I: 5?100 ;優(yōu)選為:水洗溫度60°C、時間lOmin、浴比1: 20。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述蛋白質纖維酶促氧化與酸性染料染色，既可以酶處理、酸性染料染色分別進行(即二浴法)；也可以酶處理后調整體系溶液PH，再添加酸性染料進行升溫和染色(即一浴二步法)。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述使用的多酚氧化酶包括植物或微生物等不同來源的酪氨酸酶、兒茶酚氧化酶和漆酶。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述酸性染料染色中使用的酸性染料可以是強酸性染料、也可以是弱酸性染料，染料分子結構中含有氨基。
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述蛋白質纖維制品的原料包括桑蠶絲、榨蠶絲、羊毛、山羊絨及其他經脫色處理的有色動物毛。
【文檔編號】D06M101/12GK103911867SQ201410132273
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權日:2014年4月2日
【發(fā)明者】王平, 崔莉, 袁久剛, 范雪榮, 王強, 耿玥 申請人:江南大學