專利名稱：：一種受損角蛋白質(zhì)纖維的生物修復方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及天然纖維處理技術(shù)，具體為一種受損角蛋白質(zhì)纖維的生物修復方法，國際專利分類號擬為Int.Cl.D06M13/00(2006.01)。技術(shù)背景紡織用天然蛋白質(zhì)纖維主要包括角蛋白質(zhì)纖維和絲蛋白纖維兩類。角蛋白質(zhì)纖維主要包括有羊毛、山羊絨、牦牛毛、駝絨、兔毛等纖維。這些羊毛類角蛋白質(zhì)纖維在紡織生產(chǎn)加工的過程中，要經(jīng)過反復的化學處理或機械物理加工，不可避免地造成纖維或/和其織物的損傷，特別是機械性能的損傷。近年來出現(xiàn)的羊毛絲光剝鱗片加工、有色纖維的剝色加工等新的技術(shù)手段處理這類角蛋白質(zhì)纖維時，雖可滿足某些特性的需要，但更加劇了其損傷的程度。損傷的結(jié)果導致纖維強力下降，延伸度降低，拉伸性能惡化，可紡性下降，彈性降低，容易脆化或蓬松度下降等一系列問題，對紡、織、染整的加工都會產(chǎn)生負面影響，最終使羊毛類織物的服用性能降低，產(chǎn)品使用壽命縮短。在以往的毛紡加工過程中，更多地注重前紡和染整工藝質(zhì)量的改進，而忽視對角蛋白質(zhì)纖維損傷的改善。近幾來，隨著毛紡技術(shù)的提高，以及毛紡織物輕薄化的發(fā)展趨勢，受損羊毛等角蛋白質(zhì)纖維機械性能下降所暴露出的問題逐漸引起人們的注意。專利"一種用谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶處理羊毛織物的方法"(200310106516.6)中，介紹了利用谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶改善羊毛織物的尺寸穩(wěn)定性、氈縮性、壓燙性、抗皺性，目的是改善羊毛織物易護理性。該專利技術(shù)對是否沒有降低、或者是否可能進一步損傷了羊毛織物的機械性能沒有述及。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是提供一種受損角蛋白質(zhì)纖維的生物修復方法，該方法可以修復受損羊毛類角蛋白質(zhì)纖維在生產(chǎn)加工過程中所產(chǎn)生的化學損傷，改善和提高纖維及其織物的機械性能和服用性能，且工藝簡單、效率高、成本低廉，條件溫和，對環(huán)境無污染，適于工業(yè)化實施。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計一種受損角蛋白質(zhì)纖維的生物修復方法，該生物修復方法為先用含0.52。/。O.W.f非離子表面活性劑的405(TC水溶液清洗受損角蛋白質(zhì)纖維，用清水洗凈后；再用含410%o.w.f的生物修復液，在4555"C溫度下，處理受損角蛋白質(zhì)纖維12.5小時；然后在809(TC的熱水中處理受損角蛋白質(zhì)纖維515分鐘，清水洗凈脫水后，在8595"C溫度下烘干即可；所述的非離子表面活性劑是指平平加0系列產(chǎn)品中的一種；所述的生物修復液為谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶:水=1:1520的浴比配制而成的谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶生物修復液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明生物修復方法的有益效果是在溫和的生物酶處理下，能夠使受損角蛋白質(zhì)纖維的蛋白質(zhì)分子間建立交聯(lián)，即形成新的異肽鏈，提高了纖維的機械性能，避免了現(xiàn)有技術(shù)中醛類定型劑或環(huán)氧類定型劑的毒性，亞硫酸鹽及其衍生物加工所產(chǎn)生的纖維和織物泛黃等技術(shù)缺陷，并且本發(fā)明生物修復方法對環(huán)境無污染，是一種綠色加工方法。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述本發(fā)明設(shè)計的一種受損角蛋白質(zhì)纖維的生物修復方法(以下簡稱修復方法)，該生物修復方法為先用含0.52y。o.w.f非離子表面活性劑的4050'C水溶液清洗受損角蛋白質(zhì)纖維，用清水洗凈后；再用含410%o.w.f的生物修復液，在4555"C溫度下，處理受損角蛋白質(zhì)纖維12.5小時；然后在809(TC的熱水中處理受損角蛋白質(zhì)纖維515分鐘，清水洗凈脫水后，在8595'C溫度下烘干即可；所述的非離子表面活性劑是指平平加0系列產(chǎn)品中的一種；所述的生物修復液為谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶:水=1:1520的浴比配制而成的谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶生物修復液。本發(fā)明修復方法所述的受損角蛋白質(zhì)纖維包括剝鱗片絲光羊毛、灰褪毛、脫色黑花毛、減量加工后羊毛；灰褪絨、脫色羊絨、脫色牦牛絨、脫色駝絨等。其中，絲光羊毛、灰褪絨、脫色絨或羊毛所受到的化學損傷更大。本發(fā)明修復方法所述的非離子表面活性劑是指平平加o系列產(chǎn)品中的任意一種，如平平加0-15、平平加0-20等。之所以選擇這些非離子表面活性劑是因為其非離子特性不會與酶產(chǎn)生電荷結(jié)合，防止表面活性劑封閉活性中心，同時其良好的潤濕作用能夠保證酶與纖維的良好結(jié)合。本發(fā)明所述的修復方法的工作機理是谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶(TG酶)又稱為轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶，具有催化大多數(shù)蛋白質(zhì)分子間交聯(lián)的特性。采用谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶作修復劑，適當配制而成的修復液是生物修復液。用其處理受損角蛋白質(zhì)纖維，可催化角蛋白質(zhì)大分子或鏈段之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，即在角蛋白質(zhì)分子間或分子內(nèi)形成s-谷胺酰)賴氨酸鍵，使肽鏈谷氨酰胺與肽鏈上賴氨酸的N端相連，形成分子內(nèi)和分子間的交聯(lián)。這種交聯(lián)可以增強纖維內(nèi)大分子的聯(lián)系，進而提高纖維的機械性能，如強度和彈性等。本發(fā)明修復方法對修復受損羊毛等角蛋白質(zhì)纖維的機械性能效果的評價，主要采用纖維的斷裂強力和斷裂伸長率兩項指標纖維的斷裂強力越高，表示纖維的受力性能越好；纖維的斷裂伸長率越大，表示纖維的彈性越好?？紪耸軗p羊毛等角蛋白質(zhì)纖維在修復前后斷裂強力和斷裂伸長率的變化，即可評價出本發(fā)明修復方法對受損羊毛等角蛋白質(zhì)纖維機械性能的修復或改善程度。很明顯，如果受損羊毛等角蛋白質(zhì)纖維修復后，機械性能提高或改善，那么，修復后纖維所制造的織物或產(chǎn)品的機械性能也可得到提高或改善。換言之，本發(fā)明修復方法不僅適用于受損角蛋白質(zhì)纖維機械性能的修復，也同樣適用于對受損角蛋白質(zhì)纖維織物或產(chǎn)品機械性能的修復，或者再度受損傷纖維的二次修復。對受損角蛋白質(zhì)纖維機械性能的修復有利于纖維的紡織染順利加工，并保證產(chǎn)品質(zhì)量；對受損角蛋白質(zhì)纖維織物或產(chǎn)品機械性能的修復則可以改善其服用性能，提高產(chǎn)品檔次，增加經(jīng)濟效益。本發(fā)明修復方法以谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶作為修復劑，采用適當?shù)脑”扰渲乒劝滨０忿D(zhuǎn)胺酶生物修復液，并設(shè)計合理的生物修復工藝，有針對性的修復受損羊毛等角蛋白質(zhì)纖維的機械性能，方法簡單，效果理想，在發(fā)明人已知的范圍內(nèi)，未見到有關(guān)文獻報道。本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。以下說明性的具體實施例可幫助進一步理解本法明，但本發(fā)明不受實施例限制。實施例1:剝鱗片絲光羊毛的修復方法。取兩份剝鱗片絲光羊毛纖維，各5克，分別命名為1#、2#樣品；修復液TG酶的用量為49k).w.f，浴比l:15。所述的羊毛纖維樣品先用1%的非離子表面活性劑平平加0-15，在45。C溫水中洗凈后，1"樣品在50。C水浴中不加修復液處理lh后，水洗兩次；2#樣品在5(TC水浴中用所述修復液處理lh后，同樣水洗兩次；修復處理后，在8(TC熱的水中再處理15分鐘，以使酶制劑失活，最后水洗凈脫水后，在95。C下烘干即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明修復方法處理后的剝鱗片絲光羊毛纖維樣品的單纖強力及伸長指標如表1所示。表l.剝鱗片絲光羊毛纖維的修復效果對比表r(未用酶修復)2#(用酶修復)提高(％)斷裂強力(CN)5.866.9318.3斷裂伸長率(%)39.6143.169.2實施例2:漂白(脫色)絨的修復。取兩份漂白的山羊絨，各5克，分別命名為3#、4#樣品。修復液TG酶的用量為10%o.w.f，浴比1:16。所述的纖維先用2%o.w.f非離子表面活性劑平平加0-20，在40。C溫水洗凈后，3#樣品在50^水浴中不加修復液處理111，水洗兩次；^樣品在50'C水浴中用所述的修復液處理lh，然后同樣用水清洗兩次；修復處理后，在85。C熱水中再處理10分鐘，以使酶制劑失活，最后水洗凈脫水后，在85'C下烘干即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明修復方法處理后的漂白的山羊絨纖維樣品的單纖強力及伸長指標如表2所示。表2.漂白山羊絨纖維的修復效果對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例3:受損灰褪絨的修復。取兩份灰褪絨，各10克，分別命名為5#、6#樣品。修復液TG酶的用量為10%o.w.f，浴比1:18。所述的纖維樣品先用1%o.w.f非離子表面活性劑平平加0-10，在45-C溫水洗凈后，5#樣品在50。C水浴中不加酶修復液處理1.5h，水洗兩次；6#樣品在50°(:水浴中采用所述的修復液處理1.5}1，然后同樣用水清洗兩次；修復處理后，在9(TC熱水中再處理10分鐘，以使酶制劑失活，最后水洗凈脫水后，在85"C下烘干即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明修復方法處理后的灰褪絨纖維樣品的單纖強力及伸長指標如表3所示。表3.灰褪絨纖維的修復效果對比表5#(未用酶修復)6#(用酶修復)提高(％)斷裂強力(CN)3.053.5516.3斷裂伸長率(%)36.06%38.38%6.4實施例4:脫色牦牛絨的損傷修復。取兩份牦牛絨，各5克，分別命名為7tt、8tt樣品。修復液TG酶的用量為10%o.w.f，浴比為1:20。所述的纖維先用l%o.w.f的非離子表面活性劑平平加0-15，在45t:的溫水中洗凈后，7#樣品在55'C水浴中不加酶處理2h，水洗兩次；8#樣品在55"C水浴中采用所述的修復液處理2h，然后同樣用水清洗兩次；修復處理后，在9(TC熱水中再處理15分鐘，以使酶制劑失活，最后水洗凈脫水后，在9(TC下烘干即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明修復方法處理后的牦牛絨纖維樣品的單纖強力及伸長指標如表4所示。表4.牦牛絨纖維的修復效果對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例5:-修復羊毛織物。取兩份純毛華達呢，各5克，分別命名為9#、10#樣品。修復液TG酶的含量為8。/。o.w.f，浴比l:20。所述的織物先用1.5%o.w.f非離子表面活性劑平平加0-15，在45。C的溫水中洗凈后，^樣品在55。C水浴中不加酶處理2h，水洗兩次；10"樣品在55。C水浴中采用所述的修復液處理2h，然后同樣用水清洗兩次；修復處理后，在95"€熱水中再處理5分鐘，以使酶制劑失活，最后水洗凈脫水后，在85'C下烘干即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明修復方法處理后的純毛織物的單纖強力及伸長指標如表5所示。表5.純毛織物的修復效果對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種受損角蛋白質(zhì)纖維的生物修復方法，該生物修復方法為先用含0.52%o.w.f非離子表面活性劑的405(TC水溶液清洗受損角蛋白質(zhì)纖維，用清水洗凈后；再用含410%o.w.f的生物修復液，在4555。C溫度下，處理受損角蛋白質(zhì)纖維12.5小時；然后在809(TC的熱水中再處理受損角蛋白質(zhì)纖維515分鐘，清水洗凈脫水后，在8595r溫度下烘干即可；所述的非離子表面活性劑是指平平加0系列產(chǎn)品中的一種；所述的生物修復液為谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶:水=1:1520的浴比配制而成的谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶生物修復液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受損角蛋白質(zhì)纖維的生物修復方法，其特征在于所述的受損角蛋白質(zhì)纖維包括剝鱗片絲光羊毛、灰褪毛、脫色黑花毛、減量加工后羊毛；灰褪絨、脫色羊絨、脫色牦牛絨、脫色駝絨。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受損角蛋白質(zhì)纖維的生物修復方法，其特征在于所述的非離子表面活性劑為平平加0-15或平平加0-20。全文摘要本發(fā)明涉及一種受損角蛋白質(zhì)纖維的生物修復方法。該生物修復方法為先用含0.5～2％o.w.f非離子表面活性劑的40～50℃水溶液清洗受損角蛋白質(zhì)纖維，用清水洗凈后；再用含4～10％o.w.f的生物修復液，在45～55℃溫度下，處理受損角蛋白質(zhì)纖維1～2.5小時；然后在80～90℃的熱水中處理受損角蛋白質(zhì)纖維5～15分鐘，清水洗凈脫水后，在85～95℃溫度下烘干即可；所述的非離子表面活性劑是指平平加0系列產(chǎn)品中的一種；所述的生物修復液為谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶∶水＝1∶15～20的浴比配制而成的谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶生物修復液。本發(fā)明方法可避免現(xiàn)有技術(shù)中醛類定型劑或環(huán)氧類定型劑的毒性，亞硫酸鹽及其衍生物加工所產(chǎn)生的纖維和織物泛黃等缺陷，并且是一種無污染的加工方法。文檔編號C12S11/00GK101122091SQ20071005948公開日2008年2月13日申請日期2007年9月4日優(yōu)先權(quán)日2007年9月4日發(fā)明者何天虹,候?qū)W鋒,姚金波,剛王,趙海洋申請人:天津工業(yè)大學