CN104727153A - 一种环保生物酶法羊绒衫缩绒处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保生物酶法羊绒衫缩绒处理工艺，并且对工艺条件进行了优化处理，该过程充分利用了生物酶，具体而言是联合使用木瓜蛋白酶，漆酶以及碱性果胶酶。本发明所提供的处理工艺操作简单，耗时短，而且效果非常好，具对羊绒其损害小，处理后几乎不缩水，并且处理后的羊绒衫，手感明显更加柔和,丰满，并展示出如真丝般的光泽，垂坠感好，吸湿能力强，色彩也更加艳丽。
Description
技术领域
本发明涉及一种羊绒衫缩绒处理工艺，特别是环保生物酶法羊绒衫缩绒处理工艺。
背景技术
羊绒纤维由于其自身细、软、轻、滑、暖等优良特性，广受人们青睐。羊绒制品手感柔软、绒面厚实丰满、光泽柔和、滑糯、保暖性很好，一直是消费者的首选保暖制品，但羊绒纤维细度细，长度短，通常平均细度为13～16μm、平均长度为30～60mm，单纤维强力不高，平均单纤维强力为3.0～4.5CN。
羊绒针织产品一直存在着一个突出的问题：织物湿弹性较差，回弹性能差(羊绒纱的断裂伸长率一般只有10％～15％)，使得产品的尺寸稳定性能较低，尤其是多次洗涤后容易变形。根据国家纺织行业标准和国际羊毛局标准，粗梳羊绒纱在洗涤性能方面，属于手洗类针织品。目前，国内毛纺针织行业通常采用助剂防缩处理以提高产品的尺寸稳定性。而普遍认为，山羊绒纤维是不宜做防缩处理的，因为防缩处理会在一定程度上降低山羊绒所固有的优良特性。
酶是一种纯生物制剂，健康环保无残留，而且酶处理温度低,能耗少,不会引起环境污染,属绿色技术,目前,现有技术使用酶对羊毛类织物进行防缩工艺主要有2步法和3步法。2步法主要是氧化酶处理方法,该方法对防缩虽然有些效果,但不理想。2步法中较理想的是先氯化处理然后酶处理,但由于该法对设备要求高,成本也不低,氧化失重大(完全去除鳞片),仍使用氯,因而应用价值不大。目前用得较多的是3步法,即氧化酶处理-树脂整理的方法。双氧水氧化-中性枯草杆菌酶-树脂整理完全能达到氯化-树脂整理的效果,但由于3步法增加了工序,结果并不理想,，据国外报导也能达到较理想的防缩要求,因而在生产上的应用并不广泛。如果酶处理使羊毛细度均匀地降低2μm,那该值恰好与纤维鳞片层的厚度相对应,当鳞片层完全去除后,羊毛就不存在定向摩擦效应,也就不具缩绒性,即酶处理的羊毛不毡缩。
羊毛和羊绒结构很类似，现有技术公开了选用高锰酸钾预处理-木瓜蛋白酶复合处理山羊绒工艺时，通过单因素分析方法确定出木瓜蛋白酶优化处理条件，并证明了用高锰酸钾预处理能达到综合最佳效果。然而该方法依然用到了化学制剂高锰酸钾，不够健康环保。
本发明旨在提供一种整个羊绒缩绒处理过程不添加化学试剂的环保酶法羊绒衫防缩绒处理工艺，并且对工艺条件进行了优化处理，操作简单，耗时短，而且效果非常好，具对羊绒其损害小，处理后几乎不缩水，并且处理后的羊绒衫，手感明显更加柔和,丰满，并展示出如真丝般的光泽，垂坠感好，吸湿能力强，色彩也更加艳丽。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明针对目前羊绒衫缩绒整理方法的缺点，提供了一种全新的，操作简单，环保，充分利用生物酶，整个加工过程不添加化学试剂的环保羊绒衫缩绒处理工艺。
本发明所用到的生物酶主要有两种，木瓜蛋白酶，漆酶，碱性果胶酶。
木瓜蛋白酶是一种植物性蛋白酶,它已很成功地用于降低织物的可收缩性,可以在50℃、1％亚硫酸氢钠溶液中应用。但该处理只对较粗的纤维有效,对较细的纤维,通过采用过氧化氢或干氯的预氧化阶段,使其作用有所增强。上述这种天然状态的酶是非反应性的,在使用前需将其激活,已知木瓜蛋白酶由亚硫酸氢盐激活。作为一种植物蛋白酶，当其用于羊绒防缩时，对鳞片表层蛋白的水解速度与球状蛋白水解速度相等或相近，达到均匀处理的水解模式效果，而此水解模式将使蛋白酶的作用集中在羊绒表面，不存在“烂芯”现象，因而羊绒的力学性能损伤较小。
一般认为，应用纤维素酶或者木质素酶取代炭化,目的在于降低羊毛纤维损伤、污水负荷和能量消耗,某些专利涉及酶分解在羊毛中的织物组分当中。通过使用水解酶、裂解酶和氧化还原酶,从羊毛上去除植物杂质。羊毛用纤维素酶培育后,由于芒刺和羊毛间附着力削弱,芒刺的去除较为容易,并且用机械去除芒刺后对羊毛的化学或物理性能没有损伤。羊毛纤维的天然沾污物,如植物物质(草籽、芒刺)和表皮碎片,也可被酶改性,如果不将它们从纺织品中降解和去除,将导致不均匀的染色和印花。
经过大量实验，本发明选择了漆酶，已知漆酶对木质素的降解起催化作用，使得纤维素酶较容易地催化产生可发酵的还原糖而被酿酒酵母利用产生酒精。目前，研究最多的真菌漆酶主要应用于降解木质素、纸浆漂白、降解污水中的含氯有毒化合物、偶氮类染料脱色等，但是还未见漆酶用于羊毛或者羊绒处理的报道，并且本发明人还发现，漆酶不仅仅起到纤维素酶已知的去除天然污垢的功效，还和木瓜蛋白酶在一定浓度下在处理羊绒衫上具有协同作用。
此外，本发明还用到了碱性果胶酶。现有技术发现，碱性果胶酶是一种生物酶制剂，能够分解果胶质的多酶复合物，目前普遍用于棉纺织纤维的脱胶预处理以及煮练助剂。碱性果胶酶在棉纺织物处理中的工艺流程包括沸水预处理、浸渍碱性果胶酶液、水洗、晾干等环节。由于碱性果胶酶具有生物活性酶的专一性以及温和的反应条件，在进行棉纺织处理过程中可以有效地水解棉纤维表面的果胶质，将其它杂质充分暴露、分散或者乳化于煮练浴中以达到精炼的目的，而且在提升棉纤维的湿润性的同时不会像强碱以及纤维素酶的作用破坏棉纤维的强度。同样，还未见碱性果胶酶用于羊毛或者羊绒处理的报道，并且本发明人还发现，碱性果胶酶能和其他酶，在一定浓度下在处理羊绒衫上具有协同作用。
本发明的技术方案如下：
(1)预处理：将羊绒衫用热水处理；
(2)酶处理：
第一步，选取木瓜蛋白酶和漆酶，溶解在亚硫酸氢钠溶液中，然后将羊绒衫浸泡其中进行浸泡处理，到时间后用常温清水洗净；
第二步，选取碱性果胶酶，溶解在蒸馏水中，然后将羊绒衫浸泡其中进行浸泡处理，到时间后用常温清水洗净；
(3)酶处理后灭活，洗净后自然风干。
所述步骤(1)，优选为羊绒衫的纤维为15～16μm；优选用70-80℃的热水处理半小时；
所述步骤(2)，优选为：
第一步，选取活力为50万u/g的木瓜蛋白酶和60万u/g的漆酶，溶解在质量分数为1％的亚硫酸氢钠溶液，木瓜蛋白酶和漆酶的终浓度分别控制在质量分数为1.2-1.5％和1-1.2％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在7.0-7.5下浸泡处理30-35min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净。
第二步，选取活力为60万u/g的碱性果胶酶，溶解在蒸馏水中，碱性果胶酶终浓度控制在质量分数为1.5-1.7％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在7.5-8.0下浸泡处理10-15min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
所述步骤(3)，酶灭活条件优选为在90℃热水中灭酶处理5min。
本发明的有益之处在于：
1、本发明羊绒衫的缩绒方法中不添加化学助剂，属于纯天然环保的处理工艺。由于加工过程中没有添加化学助剂和化学染料，所以制得的羊绒衫对身体以及皮肤都没有损害，真正做到绿色生态环保；
2、本发明有控制地进行羊绒衫的酶处理,可使织物非常柔软而且又稍挺爽,并具有良好的悬垂性，并且有如真丝般的动人光泽，白度高或者色泽鲜艳；
3、本发明对反应工艺进行了优化，羊绒衫的防缩，抗起球效果极佳，并且达到了很好的耐水洗性能。
具体实施方式
实施例1：
(1)预处理：将普通粉色羊绒衫用70-80℃的热水处理半小时，羊绒衫的纤维为15～16μm；
(2)酶处理：
第一步，选取活力为50万u/g的木瓜蛋白酶和60万u/g的漆酶，溶解在质量分数为1％的亚硫酸氢钠溶液，木瓜蛋白酶和漆酶的终浓度分别控制在质量分数为1.2％和1％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在7.0下浸泡处理30min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
第二步，选取活力为60万u/g的碱性果胶酶，溶解在蒸馏水中，碱性果胶酶终浓度控制在质量分数为1.5％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在7.5下浸泡处理10-15min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
(3)酶处理后灭活，洗净后自然风干，酶灭活条件为在90℃热水中灭酶处理5min。
实施例2：
(1)预处理：将普通卡其色羊绒衫用70-80℃的热水处理半小时，羊绒衫的纤维为15～16μm；
(2)酶处理：
第一步，选取活力为50万u/g的木瓜蛋白酶和60万u/g的漆酶，溶解在质量分数为1％的亚硫酸氢钠溶液，木瓜蛋白酶和漆酶的终浓度分别控制在质量分数为1.5％和1.2％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在7.5下浸泡处理30-35min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
第二步，选取活力为60万u/g的碱性果胶酶，溶解在蒸馏水中，碱性果胶酶终浓度控制在质量分数为1.7％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在8.0下浸泡处理15min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
(3)酶处理后灭活，洗净后自然风干，酶灭活条件为在90℃热水中灭酶处理5min。
实施例3：
(1)预处理：将普通蓝色羊绒衫用70-80℃的热水处理半小时，羊绒衫的纤维为15～16μm；
(2)酶处理：
第一步，选取活力为50万u/g的木瓜蛋白酶和60万u/g的漆酶，溶解在质量分数为1％的亚硫酸氢钠溶液，木瓜蛋白酶和漆酶的终浓度分别控制在质量分数为1.3％和1.1％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在7.2下浸泡处理35min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
第二步，选取活力为60万u/g的碱性果胶酶，溶解在蒸馏水中，碱性果胶酶终浓度控制在质量分数为1.6％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在7.8下浸泡处理12min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
(3)酶处理后灭活，洗净后自然风干，酶灭活条件为在90℃热水中灭酶处理5min。
实施例4：
(1)预处理：将羊绒衫用70-80℃的热水处理半小时，羊绒衫的纤维为15～16μm；
(2)酶处理：
第一步，选取活力为50万u/g的木瓜蛋白酶和60万u/g的漆酶，溶解在质量分数为1％的亚硫酸氢钠溶液，木瓜蛋白酶和漆酶的终浓度分别控制在质量分数为1.4％和1％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在7.5下浸泡处理33min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
第二步，选取活力为60万u/g的碱性果胶酶，溶解在蒸馏水中，碱性果胶酶终浓度控制在质量分数为1.6％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在8.0下浸泡处理15min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
(3)酶处理后灭活，洗净后自然风干，酶灭活条件为在90℃热水中灭酶处理5min。
实施例5对比实验：
对比试验1：
在该对比试验中，不使用漆酶：
(1)预处理：将羊绒衫用热水处理；
(2)酶处理：
第一步，选取活力为50万u/g的木瓜蛋白酶，溶解在质量分数为1％的亚硫酸氢钠溶液，木瓜蛋白酶的终浓度控制在质量分数为1.2％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在7.0下浸泡处理30min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
第二步，选取活力为60万u/g的碱性果胶酶，溶解在蒸馏水中，碱性果胶酶终浓度控制在质量分数为1.5％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在7.5下浸泡处理10min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
(3)酶处理后灭活，洗净后自然风干，酶灭活条件为在90℃热水中灭酶处理5min。
对比试验2：
在该对比试验中，不使用碱性果胶酶：
(1)预处理：将羊绒衫用热水处理；
(2)酶处理：
选取活力为50万u/g的木瓜蛋白酶，溶解在质量分数为1％的亚硫酸氢钠溶液，木瓜蛋白酶的终浓度控制在质量分数为1.5％,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH控制在7.5下浸泡处理35min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
(3)酶处理后灭活，洗净后自然风干，酶灭活条件为在90℃热水中灭酶处理5min。
实施例6指标测评：
实施例1-4处理后的羊绒衫，可以观察到较未处理前，均手感明显更加柔和,丰满，并展示出如真丝般的光泽，垂坠感好，吸湿能力强，色彩也更加艳丽。
而对比实验1-2处理后的羊绒衫，手感明显不如实施例1-4处理后的羊绒衫丰满，也没有真丝般的光泽和垂坠感，色彩和处理前相比也没有变化。
本发明对所用到的酶，以及所有的反应条件都是经过大量实验进行反复验证，优化，最终可喜地发现，在实施例1-4的反应条件下，能达到最佳的防缩效果；并且意外的发现，还能使羊绒衫垂坠感好，以及色彩更加艳丽的效果。预计在该过程中，多种酶在特定的条件下达到了某种协同作用。
尤其是实施例2的参数，更是能得到效果最为优异的羊绒衫，其垂坠感最好，色彩最鲜艳，并且还有如真丝般柔和悦目的光泽。
此外对其他指标进行了量化测试，如下：
表1为对实施例1-4制备得到的羊绒衫进行检测得到的结果。
表1性能测定
| 检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 羊绒衫失重率测定 | 1.8 | 1.7 | 1.8 | 1.9 |
| 毡缩率/％ | 2.1 | 1.5 | 2.5 | 2.3 |
| 耐水洗色牢度 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 耐磨擦度 | 4 | 5 | 4 | 4 |
此检测数据只针对上述检测样品。
从实验数据可以看到，本发明所提供的羊绒衫缩绒处理工艺操作简单，耗时短，每道工序都不添加化学助剂和化学染料，属于纯天然的加工方法，制备过程温度低，低碳环保。而且效果非常好，具对羊绒其损害小，处理后几乎不缩水。尤其是实施例2的羊绒衫耐磨擦度达到5度，毡缩率非常低，性能非常优异。
并且处理后的羊绒衫，手感明显更加柔和,丰满，并展示出如真丝般的光泽，垂坠感好，吸湿能力强，色彩也更加艳丽。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种环保生物酶法羊绒衫缩绒处理方法，其特征在于其步骤如下：
（1）预处理：将羊绒衫用热水处理；
（2）酶处理：
第一步，选取木瓜蛋白酶和漆酶，溶解在亚硫酸氢钠溶液中，然后将羊绒衫浸泡其中进行浸泡处理，到时间后用常温清水洗净；
第二步，选取活力碱性果胶酶，溶解在蒸馏水中，然后将羊绒衫浸泡其中进行浸泡处理，到时间后用常温清水洗净；
（3）酶处理后灭活，洗净后自然风干。
2.如权利要求1所述的环保生物酶法羊绒衫缩绒处理方法，其特征在于：
所述步骤（2）为：
第一步，选取活力为50万u/g的木瓜蛋白酶和60万u/g的漆酶，溶解在质量分数为1%的亚硫酸氢钠溶液，木瓜蛋白酶和漆酶的终浓度分别控制在1.2-1.5%和1-1.2%,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH 控制在 7.0-7.5下浸泡处理30-35min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
第二步，选取活力为60万u/g的碱性果胶酶，溶解在蒸馏水中，碱性果胶酶终浓度控制在1.5-1.7%,然后将羊绒衫浸泡其中，将pH 控制在7.5-8.0下浸泡处理10-15min，期间可适当翻动，到时间后用常温清水洗净；
所述百分比均为质量分数。
3.如权利要求2所述的环保生物酶法羊绒衫缩绒处理方法，其特征在于：
所述步骤（1），羊绒衫的纤维为15～ 16 μm。
4.如权利要求3所述的环保生物酶法羊绒衫缩绒处理方法，其特征在于：
所述步骤（3），酶灭活条件优选为在90 ℃ 热水中灭酶处理5 min。
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