CN103924439A - 一种应用超声波技术进行蛋白酶羊毛防毡缩处理的方法 - Google Patents

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一种应用超声波技术进行蛋白酶羊毛防毡缩处理的方法，属于毛纺织行业中毛织物染整加工的应用技术领域。旨在解决单一蛋白酶法处理时间长、毡缩率高、纤维损伤大的问题，达到优化羊毛纤维/毛条/毛织物生物酶防毡缩整理的效果。在超声波条件下对羊毛进行防毡缩整理，可提高蛋白酶催化水解的速率，加快羊毛鳞片层的脱落，缩短酶法防毡缩处理的时间，减少蛋白酶对纤维内部的降解。通过超声波和蛋白酶的协同作用，可替代传统的氯化法或单一蛋白酶防毡缩整理方法，提高羊毛织物的防毡缩性能。

Description

一种应用超声波技术进行蛋白酶羊毛防毡缩处理的方法
技术领域
一种应用超声波技术进行蛋白酶羊毛防毡缩处理的方法，属于毛纺织行业中毛织物染整加工的应用技术领域。
背景技术
羊毛在纺织领域的应用由来已久，最早可以追溯到新石器时代，是人类较早利用的天然纤维之一。因为羊毛纤维柔软蓬松，富有弹性，所以制成的织物具有舒适、保暖、手感丰满的特点，是常见的家用和工业用纺织品材料。但是，毛织物在进行水洗时由于无定向外力的作用很容易发生毡缩现象，导致其柔软度和弹性变差，尺寸稳定性也受到影响，严重影响服用性能。因此，需要对毛织物进行防毡缩整理。毛织物防毡缩整理的方法主要有以去除鳞片层为主要目的的减量防毡缩整理和在毛纤维或毛织物上涂覆聚氨酯或有机硅类高分子树脂的加法防毡缩整理二大类。目前，羊毛防毡缩整理效果较好且应用最广泛的是减量防毡缩整理中的氯化法，如采用次氯酸盐或二氯异氰脲酸盐(DCCA)进行处理。氯化法处理羊毛时纤维易吸氯泛黄，织物手感粗糙，染色时易不匀，且处理后废水中的有机氯化物含量相当高，对环境有不利影响，已越来越不受产业界的欢迎。
羊毛蛋白酶防毡缩整理是利用蛋白酶对羊毛纤维大分子链中肽键的水解作用使羊毛的鳞片、细胞膜复合物等产生部分水解，以达到部分去除鳞片的目的，具有处理条件温和、节约能源以及环境污染小等特点。但由于羊毛的鳞片表层由排列整齐的类脂物质组成，并与类脂层下的蛋白质以酯键和硫酯键结合，具有极强的疏水性和化学稳定性。因此，在用蛋白酶对羊毛进行防毡缩整理时，一般需要对羊毛表面进行化学预处理，如双氧水、高锰酸钾等氧化预处理，以增加纤维表面的亲水性，然后再用蛋白酶进行处理，去除羊毛表面鳞片层。但是，蛋白酶的水解作用并不局限在纤维表面，它会穿透进入纤维内部，水解细胞间复合物，从而破坏羊毛纤维结构，导致人们所不期望的强力损失。
超声波是频率大于20kHz的声波，因为它超出了人的听觉上限，故称之为“超声波”。随着相关科学的相互交叉渗透和功率超声波仪器设备的日趋完善，使超声技术广泛应用于化学、化工、医疗和医药等许多领域。近年来，超声波在纺织行业中得到了广泛的应用，不少染整工艺过程中应用声波加速纺织品湿加工的速度，提高萃取杂质能力，改善纺织品的品质，节省水、电、汽等。
本方法所述的一种应用超声波技术进行蛋白酶羊毛防毡缩处理的方法中，应用超声波技术与蛋白酶处理的联合作用，提高蛋白酶催化水解的速率，加快羊毛鳞片层的脱落，缩短酶法防毡缩处理的时间，减少蛋白酶对纤维内部的降解。羊毛在超声波与蛋白酶的联合作用下，表面的鳞片层被有效去除，毛织物的防毡缩效果提高，处理后织物的强力保留率高。
发明内容
本发明的目的旨在提高羊毛的防毡缩整理效果。使用本发明可提高毛纤维/毛条/织物的生物酶防毡缩整理的效果，并解决单独蛋白酶羊毛防毡缩整理中酶处理时间长、纤维损伤大的技术问题，达到优化处理效果，提高羊毛产品品质的目的。
本发明的技术方案：一种应用超声波技术进行羊毛蛋白酶防毡缩处理的方法，其特征是将羊毛放入超声波水洗机，然后向其中加入一定浓度的蛋白酶溶液中，在一定温度和一定pH值下处理一定时间，然后进行灭酶处理，再充分洗涤，去除羊毛上的各种残余的、已灭活的酶，最后进行烘干。
其工艺流程为：
羊毛纤维或毛条或全毛坯布→双氧水氧化预处理→超声波条件下进行蛋白酶处理→灭酶→充分水洗→烘干。
(1)适合处理的羊毛：本方法适合处理的羊毛包括羊毛纤维、羊毛条和羊毛织物。羊毛织物包括全毛华达呢、哔叽、凡立丁、女衣呢等精纺呢绒织物及各种粗纺呢绒织物。
(2)双氧水氧化预处理：去离子水浸渍羊毛→双氧水处理(双氧水(30％)5mL/L，焦磷酸钠1.25g/L，JFC1g/L，浴比1∶25，时间60min，温度50℃，pH8.5)→充分水洗，室温晾干。
(3)超声波条件下进行蛋白酶处理：将羊毛纤维或毛条或织物浸渍于含有质量浓度为0.5％～5.0％的蛋白酶溶液中，在温度40～60℃，pH7.0～9.0，超声波功率100～500W条件下，超声波水洗0.5～1小时。
(4)灭酶：处理结束后，在处理液中加入0.5～5.0mol/L的三氯乙酸使蛋白酶失活，也可以将酶液温度升高至80～90℃处理一定时间使酶失活。
(5)水洗：灭酶后的纤维或毛条或织物分别以热水和冷水充分洗涤。
(6)本发明所应用的酶可选用不同来源的蛋白酶。
本发明的有益效果：本发明所述的一种应用超声波技术进行蛋白酶羊毛防毡缩处理的方法，为非单一生物酶法，而是采用超声波和蛋白酶的协同作用。超声波处理有助于酶溶液的分散，使其均匀化程度增加，利于酶的催化水解。另外，超声波处理有助于弱化的羊毛鳞片层脱落，可以缩短酶处理时间，提高防毡缩整理效果。
具体实施方式
实施例1
试样品种：羊毛纤维。
(1)羊毛双氧水氧化预处理：去离子水浸渍羊毛纤维→双氧水处理(双氧水(30％)5mL/L，焦磷酸钠1.25g/L，JFC1g/L，浴比1∶25，时间60min，温度50℃，pH8.5)→充分水洗，室温晾干。
(2)超声波条件下进行蛋白酶处理：将上述预处理后的羊毛纤维浸渍于含有质量浓度为2％的蛋白酶溶液中，在温度55℃，pH8.5，超声波功率300W条件下，超声波水洗30分钟。
(3)灭酶：处理结束后，将酶液温度升高至80～90℃处理10min，使蛋白酶失活；
(4)水洗：灭酶后的纤维分别以热水和冷水充分洗涤。
经上述工艺处理后，羊毛纤维的减量率为2.2％，润湿时间为25s，碱溶解度为3.6％。由经处理的羊毛纤维织成的华达呢织物的毡缩率为8.2％。
实施例2
试样品种：羊毛条。
(1)羊毛双氧水氧化预处理：去离子水浸渍羊毛条→双氧水处理(双氧水(30％)5mL/L，焦磷酸钠1.25g/L，JFC1g/L，浴比1∶25，时间60min，温度50℃，pH8.5)→充分水洗，室温晾干。
(2)超声波条件下进行蛋白酶处理：将上述预处理后的羊毛条浸渍于含有质量浓度为2％的蛋白酶溶液中，在温度55℃，pH8.5，超声波功率300W条件下，超声波水洗30分钟。
(3)灭酶：处理结束后，将酶液温度升高至80～90℃处理10min，使蛋白酶失活；
(4)水洗：灭酶后的羊毛条分别以热水和冷水充分洗涤。
经上述工艺处理后，羊毛条的减量率为2.0％，润湿时间为28s，碱溶解度为3.2％。由经处理的羊毛条纺纱、织造成的凡立丁织物的毡缩率为8.7％。

Claims (2)

1.一种应用超声波技术进行蛋白酶羊毛防毡缩处理的方法，其特征是将羊毛放入超声波水洗机，然后向其中加入一定浓度的蛋白酶溶液中，在一定温度和一定pH值下处理一定时间，然后进行灭酶处理，再充分洗涤，去除羊毛上的各种残余的、已灭活的酶，最后进行烘干；
其工艺流程为：
羊毛纤维或毛条或全毛坯布→羊毛双氧水氧化预处理→超声波条件下进行蛋白酶处理→灭酶→充分水洗→烘干；
(1)羊毛双氧水氧化预处理：去离子水浸渍羊毛纤维→双氧水处理(双氧水(30％)5mL/L，焦磷酸钠1.25g/L，JFC1g/L，浴比1∶25，时间60分钟，温度50℃，pH8.5)→充分水洗，室温晾干；
(2)超声波条件下进行蛋白酶处理：将羊毛纤维或毛条或织物浸渍于含有质量浓度为0.5％～5.0％的蛋白酶溶液中，在温度40～60℃，pH7.0～9.0，超声波功率100～500W条件下，超声波水洗0.5～1小时；
(3)灭酶：处理结束后，在处理液中加入0.5～5.0mol/L的三氯乙酸使蛋白酶失活，也可以将酶液温度升高至80～90℃处理一定时间使酶失活；
(4)水洗：灭酶后的纤维或毛条或织物分别以热水和冷水充分洗涤。
2.根据权利要求1所述的一种应用超声波技术进行蛋白酶羊毛防毡缩处理的方法，其特征是适合于处理的羊毛包括羊毛纤维、羊毛条和羊毛织物；羊毛织物包括全毛华达呢、哔叽、凡立丁、女衣呢等精纺呢绒织物及各种粗纺呢绒织物。
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