專利名稱：羊毛生物改性處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過生物技術(shù)對羊毛進行改性處理的方法，尤其涉及一種采用生物酶對羊毛或毛腈混紡的紗線及其前道的散纖維、毛條進行改性與絲光處理，并以此改善羊毛織物光澤、色澤、手感、防氈縮、抗起球等性能的方法。
羊毛屬于一種天然的動物蛋白質(zhì)纖維，由于其表面覆蓋有大量小鱗片，因此，當(dāng)普通羊毛織物在服用或洗滌時，羊毛纖維表面的鱗片層之間便會產(chǎn)生定向摩擦效應(yīng)，使羊毛織物產(chǎn)生氈縮及起球現(xiàn)象。近年來，隨著羊毛織物向內(nèi)衣化和輕薄型方向的發(fā)展，人們對羊毛織物服用與護理的要求也越來越高，如要求羊毛服裝可以“機可洗”，服用或洗滌后可以抗皺或免燙，手感柔軟以及可以抗起球，等等。實際上，羊毛織物要實現(xiàn)以上這些功能的處理并不是完全獨立的，而是相輔相成、密切相關(guān)的，其中最為基本的任務(wù)就是要解決好羊毛織物的防氈縮問題。
羊毛織物可以通過多種途徑來實現(xiàn)防氈縮的目的，其依據(jù)就是建立在減少羊毛鱗片層定向摩擦效應(yīng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。目前，所采用的處理方法歸納起來主要有三大類第一類是聚合物處理法，即采用聚合物單獨對羊毛進行處理，這種處理方法雖然可以使羊毛織物具有一定的防氈縮和抗起球等功能，但其防縮性或柔軟效果尚不夠理想，處理效果不穩(wěn)定，耐久性較差，造成這種結(jié)果的原因主要是羊毛纖維表面的自由能較低，而大多數(shù)聚合物的自由能較高，它們很難在羊毛纖維表面產(chǎn)生均勻而有效的鋪展，同時，羊毛表面的其它殘余物也阻礙了聚合物與羊毛的結(jié)合，因此，使用這種方法處理羊毛的效果并不太理想。第二類是氧化—聚合物處理法，即對羊毛先進行氧化劑處理，然后施加聚合物進行處理，這種方法既可以加工織物，也可以加工毛條或毛紗，是采用得最為廣泛的羊毛防氈縮處理的加工方法，而其中氯及釋氯劑又是目前使用最多的氧化劑，雖然氯化—聚合物處理在羊毛防縮整理中取得了巨大成功，但經(jīng)過這種方法加工后的羊毛纖維容易引起泛黃和色澤萎暗，加工時所產(chǎn)生的AOX(Absorbable Organic Halogen)還會造成嚴重的環(huán)境污染；另外，氯化絲光羊毛上存在大量對人體有潛在危害的有機氯化合物，因此，這種方法的缺點也是顯而易見的。第三類是蛋白酶處理法，該處理法屬于生物處理的方法，其采用的酶制劑本身就是一種具有高催化效率的專一性生物催化劑，使用時，催化作用的條件相當(dāng)溫和，而且對環(huán)境也相當(dāng)友好，是一種既節(jié)約能源又有利于環(huán)境保護的“綠色”物質(zhì)，同時，采用蛋白酶處理后的羊毛織物一般都具有以下的特點和性能可以獲得持久柔軟的手感；光澤明顯增加，色澤鮮艷；可以達到國際羊毛局規(guī)定的機可洗標(biāo)準(zhǔn)；服用舒適性大為提高；抗起球性能得以明顯的改善。但是，采用蛋白酶單獨對羊毛進行處理效果并不太理想，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等特殊結(jié)構(gòu)，能夠阻礙一般化學(xué)試劑及酶的侵蝕和進攻，所以，應(yīng)用蛋白酶對羊毛纖維進行生物改性處理，必須先對該羊毛進行前處理。目前應(yīng)用得較多的前處理主要是氯化前處理和過一硫酸鹽前處理，其中氯化前處理后的效果雖然好，但還是存在上述氯化—聚合物法處理時的一些缺點；而經(jīng)過一硫酸鹽前處理后，其羊毛的手感卻不太理想。綜上所述，傳統(tǒng)的羊毛改性處理中大多都是采用氯化的方法，其氯化所產(chǎn)生的環(huán)境污染和羊毛中的有機氯化合物對人體所產(chǎn)生的潛在危害，導(dǎo)致該方法的使用正日益受到限制。而采用單獨生物酶技術(shù)對羊毛進行改性處理，因其使用條件溫和，節(jié)約能源，無污染等優(yōu)點，業(yè)已成為羊毛改性處理發(fā)展的方向。
在現(xiàn)有技術(shù)中，還有許多采用蛋白酶處理羊毛來改善其氈縮性的相關(guān)報道與成果。如1941年，Middlebrook等(W.R.Middlebrook and H.Phillips，JSDC，1941，Vol.57，137，染色家協(xié)會志，1941年，57卷，第3期，美國)報道了羊毛用蛋白酶處理改善其氈縮性的研究成果，研究發(fā)現(xiàn)，羊毛在亞硫酸氫鈉溶液中經(jīng)木瓜蛋白酶處理后，氈縮性能顯著下降。為了改善處理效果及均勻性，各種氧化處理被研究，如過甲酸、過氧化氫、氯等(A.N.Davidson and R.Preston，J.Text.Inst.，1965，47，685，即紡織學(xué)報，1965年，47卷，第6期，685頁，英國)，并因此開發(fā)了過氧化物—酶(Perzyme)和氯化—酶(Chlorzyme)處理工藝(R.W.Moncrieff，Wool Shrinkage，National，Trade Press，London，1953，326，即羊毛氈縮，國家貿(mào)易快報，倫敦，1953年，326頁，第5期，英國)。經(jīng)過過氧化物——酶處理的羊毛不會損害其手感，但纖維失重較多，經(jīng)氯化——酶處理的羊毛則具有絲一般的手感和光澤，但是，采用的干氯化法成本很高，且會產(chǎn)生污染，因此該技術(shù)未能得到廣泛應(yīng)用。近年來，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，新的酶種不斷被培養(yǎng)和利用，羊毛經(jīng)蛋白酶處理后，不但可以降低其氈縮性能，從而可生產(chǎn)出可機洗的防縮織物，而且還可改善羊毛的手感、光澤以及抗起毛起球等性能，如近土隆等(日本專利JP58-144，105)報道了羊毛用高錳酸鉀氧化后，經(jīng)中性酶處理，鱗片被除去，平均直徑減少了1.5μm，由此處理后的羊毛針織物面積收縮率從40％降低到-0.1％，抗起球性增加3級，柔軟性和光澤也大大改善。井上勇二郎(日本專利JP61-266，676)采用植物蛋白酶-DCCA-堿性蛋白酶三步處理羊毛，也得到類似結(jié)果，該技術(shù)采用了部分生物方法對羊毛進行處理，從而使羊毛達到防氈縮、抗起球、賦予羊毛光澤和柔軟的手感(當(dāng)然必須有柔軟處理)，其缺點是蛋白酶成本高，處理過程復(fù)雜，仍然采用了部分對環(huán)境有污染的氯化方法，羊毛損傷較大等。以上這些報道中的生物處理方法，由于處理過程中的蛋白酶比較容易失活，用于處理的蛋白酶成本高，處理工藝復(fù)雜，處理條件難于控制，如果處理條件控制不當(dāng)?shù)脑?，還容易使羊毛產(chǎn)生過度的損傷，因此，真正能夠得到實際應(yīng)用的技術(shù)卻很少，許多處理方法僅停留在實驗室中使用，尚無法實現(xiàn)批量或規(guī)?；a(chǎn)。
本發(fā)明的目的在于，提供一種羊毛生物改性處理的方法，該方法采用多種生物酶對普通全羊毛或毛腈混紡物中的羊毛進行改性與絲光處理，使織物具有明亮的光澤、鮮艷的色澤，滑爽、蓬松和柔軟的手感，及防氈縮和抗起球等特征和功能；且該處理方法對環(huán)境友好，符合綠色環(huán)保要求，沒有氯化污染，經(jīng)處理后的織物中也不含對人體有潛在危害的有機氯化合物。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，一種羊毛生物改性處理的方法，包括步驟a、采用脂肪酶對普通的羊毛進行處理；b、然后，用過氧化氫和過氧化氫酶對羊毛進行氧化處理；c、接著，使用蛋白酶對羊毛進行處理；及d、最后采用平滑劑和柔軟劑進行改善手感的處理。
本發(fā)明的優(yōu)點是經(jīng)處理后的羊毛織物光澤明亮，色澤鮮艷，手感滑爽、蓬松、柔軟，且具有良好的防氈縮和抗起球等特點，織物服用與護理方便，符合機可洗的要求；采用該方法對羊毛進行絲光與改性處理可節(jié)約能源，對環(huán)境友好，符合環(huán)保要求，織物服用時對人體不會產(chǎn)生不良刺激及潛在的危害。
下面對本發(fā)明作進一步詳細描述本發(fā)明羊毛生物改性處理的工藝流程為常規(guī)的全羊毛或毛腈混紡紗(或其前道的散纖維或毛條)→洗滌→脂肪酶處理→過氧化氫和過氧化氫酶處理→蛋白酶處理→染色→柔軟整理在本發(fā)明的上述工藝流程中，主要采用商品名為“Lipolase 100T”的脂肪酶，商品名為“Terminox Ultra 50L”的過氧化氫酶和商品名為“Nolan”的蛋白酶對常規(guī)普通的全羊毛或毛腈混紡紗或它們前道的散纖維、毛條進行生物改性與絲光處理。
該羊毛生物改性處理的方法主要用于全羊毛和毛腈混紡的紗紗、其前道的散纖維、毛條的處理。針對上述兩種不同原料來分，其處理方法及步驟如下1、一種羊毛生物改性處理的方法，其針對普通全羊毛紗線進行處理的步驟為將100kg預(yù)先洗滌好的全羊毛紗線均勻地放置在絞紗染色機中，在35-45℃時加入0.3-5kg的脂肪酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至8.0-10.5，運行20-60分鐘，放水后用熱水洗滌一次；然后用3-15kg過氧化氫和0.01-0.3kg的過氧化氫酶進行處理，溫度為30-70℃，pH值為4.5-7.0，時間為30-90分鐘，放水后，用熱水和冷水各洗一次；升溫至35-60℃以后，加入0.05-1.0kg蛋白酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至7.0-10.0，運行10-60分鐘，熱水和冷水各洗兩次；接下來進行染色，最后加入1-5kg的氨基硅油柔軟劑和1-10kg的平滑劑進行柔軟處理30-50分鐘，出缸，甩水，烘干。上述的方法和步驟也適用于全羊毛紗線前道的散纖維和毛條。
2、另一種生物絲光改性處理的方法，針對羊毛比例為10％-90％毛腈紗進行處理，其步驟為先將預(yù)先洗滌好的毛腈紗均勻地放置于絞紗染色機中，按毛腈混紡紗中含有羊毛的重量以100kg計，在35-45℃時加入0.3-5kg重量的脂肪酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至7.0-9.5，運行20-60分鐘，放水后用熱水洗滌一次；然后用3-15kg過氧化氫和0.01-0.3kg的過氧化氫酶進行處理，溫度為30-70℃，pH值為4.5-7.0，時間為30-90分鐘，放水后，用熱水和冷水各洗一次；升溫至35-60℃以后，加入0.05-1.0kg蛋白酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至7.0-10.0，運行10-60分鐘，熱水和冷水各洗兩次；接下來進行染色，最后加入2-5kg的氨基硅油柔軟劑和3-10kg的平滑劑進行柔軟處理30-60分鐘，出缸，甩水，烘干。
下面是對幾種不同規(guī)格的全羊毛及毛腈混紡紗、毛條及散纖維進行處理的幾個最佳實施例實例1全羊毛毛紗規(guī)格66S美利奴毛條，紡成52支/2股紗。
將100kg預(yù)先洗滌好的上述毛紗均勻地置于絞紗染色機中，在40℃時加入1kg脂肪酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至9.0，運行45分鐘。放水，熱水洗滌一次。然后用5kg過氧化氫(折算成100％濃度)和0.1kg過氧化氫酶進行處理，溫度為60℃，pH值為6.5，時間為60分鐘。放水，用熱水和冷水各洗一次。升溫至55℃以后，加入0.7kg蛋白酶，用以上的緩沖溶液調(diào)pH值至8.0，運行45分鐘，熱水和冷水各洗兩次。接下來進行染色，最后加2kg氨基硅油柔軟劑和4kg平滑劑進行柔軟處理40分鐘，出缸，甩水，烘干。
實例2全羊毛毛紗規(guī)格52S烏拉圭毛條，紡成26支/2股紗。
將100kg預(yù)先洗滌好的上述毛紗均勻地置于絞紗染色機中，在40℃時加入1kg脂肪酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至9.0，運行45分鐘。放水，熱水洗滌一次。然后用6kg過氧化氫(折算成100％濃度)和0.1kg過氧化氫酶進行處理，溫度為60℃，pH值為7.0，時間為60分鐘。放水，用熱水和冷水各洗一次。升溫至60℃以后，加入0.7kg蛋白酶，用以上的緩沖溶液調(diào)pH值至7.5，運行60分鐘，熱水和冷水各洗兩次。接下來進行染色，最后加3kg氨基硅油柔軟劑和5kg平滑劑進行柔軟處理40分鐘，出缸，甩水，烘干。
實例3毛腈混紡紗規(guī)格毛/腈比例為7/3，紡成36支/2股紗。
將100kg預(yù)先洗滌好的上述毛紗均勻地置于絞紗染色機中，在40℃時加入0.7kg脂肪酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至9.0，運行35分鐘。放水，熱水洗滌一次。然后用3.5kg過氧化氫(折算成100％濃度)和0.08kg過氧化氫酶進行處理，溫度為60℃，pH值為6.5，時間為40分鐘。放水，用熱水和冷水各洗一次。升溫至55℃以后，加入0.35kg蛋白酶，用以上的緩沖溶液調(diào)pH值至7.5，運行45分鐘，熱水和冷水各洗兩次。接下來進行染色，最后加2kg氨基硅油柔軟劑和4kg平滑劑進行柔軟處理40分鐘，出缸，甩水，烘干。
實例4毛腈混紡紗規(guī)格毛/腈比例為3/7，紡成52支/2股紗。
將100kg預(yù)先洗滌好的上述毛紗均勻地置于絞紗染色機中，在40℃時加入0.1kg脂肪酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至9.0，運行30分鐘。放水，熱水洗滌一次。然后用1kg過氧化氫(折算成100％濃度)和0.05kg過氧化氫酶進行處理，溫度為60℃，pH值為7.0，時間為45分鐘。放水，用熱水和冷水各洗一次。升溫至50℃以后，加入0.02kg蛋白酶，用以上的緩沖溶液調(diào)pH值至7.0，運行45分鐘，熱水和冷水各洗兩次。接下來進行染色，最后加2kg氨基硅油柔軟劑和5kg平滑劑進行柔軟處理40分鐘，出缸，甩水，烘干。
實例5全羊毛毛條規(guī)格64s美利奴澳毛條。
將100kg預(yù)先洗滌好的上述毛條均勻地置于毛球染色機中，在45℃時加入1kg脂肪酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至8.5，運行60分鐘。放水，熱水洗滌一次。然后用5kg過氧化氫(折算成100％濃度)和0.08kg過氧化氫酶進行處理，溫度為50℃，pH為6.5，時間為70分鐘。放水，用熱水和冷水各洗一次。升溫至45℃以后，加入0.4kg蛋白酶，用以上的緩沖溶液調(diào)pH至7.5，運行40分鐘，熱水和冷水各洗兩次。接下來進行染色，最后加2kg氨基硅油柔軟劑和2kg平滑劑進行柔軟處理50分鐘，出缸，甩水，烘干。
實例6全羊毛散毛規(guī)格50s錫蘭毛。
將100kg預(yù)先洗滌好的上述散毛均勻地置于散毛染色機中，在38℃時加入0.8kg脂肪酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至9.0，運行55分鐘。放水，熱水洗滌一次。然后用7kg過氧化氫(折算成100％濃度)和0.1kg過氧化氫酶進行處理，溫度為70℃，pH為7.0，時間為70分鐘。放水，用熱水和冷水各洗一次。升溫至40℃以后，加入0.3kg蛋白酶，用以上的緩沖溶液調(diào)pH至8.0，運行40分鐘，熱水和冷水各洗兩次。接下來進行染色，最后加1kg氨基硅油柔軟劑和2kg平滑劑進行柔軟處理45分鐘，出缸，甩水，烘干。
本發(fā)明主要適用于普通的全羊毛或毛腈混紡紗線的處理；同時，該方法還適用于由上述紗線前道的散纖維或毛條的生物改性與絲光處理。
權(quán)利要求
1.一種羊毛生物改性處理的方法，包括步驟a、采用脂肪酶對普通的羊毛進行處理；b、然后，用過氧化氫和過氧化氫酶對羊毛進行氧化處理；c、接著，使用蛋白酶對羊毛進行處理；及d、最后采用平滑劑和柔軟劑對羊毛進行改善手感的處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種羊毛生物改性處理的方法，其中的羊毛可以是全羊毛的紗線、或其前道的散纖維、毛條。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種羊毛生物改性處理的方法，其中的羊毛可以是毛腈混紡的紗線、或其前道的散纖維、毛條。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種羊毛生物改性處理的方法，其中的脂肪酶為Lipolase 100T，過氧化氫酶為Terminox Ultra 50L，蛋白酶為Nolan。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種羊毛生物改性處理的方法，其中的脂肪酶采用Lipolase 100T，其用量是被處理羊毛重量的0.3-5％；過氧化氫酶采用Terminox Ultra 50L，其用量是被處理羊毛重量的0.01-0.5％，蛋白酶采用Nolan(諾蘭)，其用量是被處理羊毛重量的0.1-1％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種羊毛生物改性處理的方法，其中的羊毛為全羊毛紗線或其前道的散纖維或毛條，其處理步驟是a、先將預(yù)先洗滌好的毛紗、散纖維或毛條均勻地放置于相應(yīng)的染色機中，按羊毛重量為100kg計，在35-45℃時加入0.3-5kg重量的脂肪酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至8.0-10.5，運行20-60分鐘，放水后用熱水洗滌一次；b、然后用3-15kg過氧化氫和0.01-0.3kg的過氧化氫酶進行處理，溫度為30-70℃，pH值為4.5-7.0，時間為30-90分鐘，放水后，用熱水和冷水各洗一次；c、升溫至35-60℃以后，加入0.05-1.0kg蛋白酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至7.0-10.0，運行10-60分鐘，熱水和冷水各洗兩次；d、接下來進行染色，最后加入1-5kg的氨基硅油柔軟劑和1-10kg的平滑劑進行柔軟處理30-50分鐘，出缸，甩水，烘干。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種羊毛生物改性處理的方法，對羊毛比例為10-90％的毛腈混紡紗進行處理，其步驟是a、先將預(yù)先洗滌好的毛紗均勻地放置于絞紗染色機中，按其毛腈混紡紗線中所含羊毛的重量為100kg計，在35-45℃時加入0.3-5kg重量的脂肪酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至7.0-9.5，運行20-60分鐘，放水后用熱水洗滌一次；b、然后用3-15kg過氧化氫和0.01-0.3kg的過氧化氫酶進行處理，溫度為30-70℃，pH值為4.5-7.0，時間為30-90分鐘，放水后，用熱水和冷水各洗一次；c、升溫至35-60℃以后，加入0.05-1.0kg蛋白酶，用碳酸鈉和碳酸氫鈉作為緩沖溶液調(diào)pH值至7.0-10.0，運行10-60分鐘，熱水和冷水各洗兩次；d、接下來進行染色，最后加入2-5kg的氨基硅油柔軟劑和3-10kg的平滑劑進行柔軟處理30-60分鐘，出缸，甩水，烘干。
全文摘要
一種羊毛生物改性處理的方法，包括步驟a、采用脂肪酶對普通的羊毛進行處理；b、然后，用過氧化氫和過氧化氫酶對羊毛進行氧化處理；c、接著，使用蛋白酶對羊毛進行處理；及d、最后采用平滑劑和柔軟劑進行改善手感的處理，本發(fā)明的優(yōu)點是經(jīng)處理的織物光澤明亮，色澤鮮艷，手感滑爽、蓬松、柔軟，防氈縮、抗起球，符合“機可洗”要求；且該采用方法進行改性處理可節(jié)約能源，減少或防止環(huán)境污染，及防止織物對人產(chǎn)生不良刺激及潛在危害。
文檔編號D06M16/00GK1405400SQ01127109
公開日2003年3月26日 申請日期2001年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月15日
發(fā)明者朱泉 申請人:徐永來