CN105734983A - 一种高蓬松度羽绒的制备方法 - Google Patents

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毛军
陈红霞
陆鹏
丁可敬
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    • D06M19/00—Treatment of feathers

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Abstract

本发明提供了一种高蓬松度羽绒的制备方法，先将羽绒、水和脱脂剂混合，在水洗机中清洗；再将清洗后的羽绒、水和氧化剂混合，在水洗机中对羽绒进行预氧化；最后将氧化后的羽绒、水和谷氨酰胺转氨酶混合，反应后即得。本发明采用生物交联法，高效，成本低，反应条件温和，操作方便；同时，还能避免化学交联法由于副反应而产生的甲醛，降低了羽绒制品对人体的伤害。

Description

一种高蓬松度羽绒的制备方法
技术领域
本发明属于纺织材料处理领域，具体涉及一种高蓬松度羽绒的制备方法。
背景技术
随着人们对高品质生活的不断追求，羽绒作为一种保暖材料具有质地轻软、蓬松以及保暖隔热性能优良等特点，近年来越来越多地受到消费者的喜爱。羽绒纤维是一种天然蛋白质纤维，质轻柔软，具有独特的分叉结构，能够容纳大量静止空气，同时纤维比表面积大，增加了空气流通阻力，使得羽绒的保暖性好。羽绒品质的好坏由绒子含量、蓬松度、残值率等因素决定。其中羽绒蓬松度的高低反应了羽绒的弹性、填充力以及保暖性能。
近年来，各种通过物理化学方法来提升羽绒蓬松度的研究也越来越多。文献《采用氧化剂和交联剂提升羽绒蓬松度的研究》中采用选用次氯酸钠作为氧化剂和醛类交联剂ws对羽绒进行蓬松处理，在最佳的条件下可显著提升羽绒制品的蓬松度。专利CN103485186A公开了先加入氧化剂如双氧水、次氯酸钠或高锰酸钾等对羽绒进行氧化处理，后再加入交联剂或填充剂进一步提升羽绒的蓬松度，蓬松度可以达到10％的提升。专利CN104294377A公开了一种提升羽绒蓬松度的方法，该方法是利用次氯酸钠为氧化剂，聚氨酯为填充剂对羽绒制品进行处理，最终实现了提升羽绒蓬松度的目的。但是上述研究都是采用化学处理的方法，先对羽绒表面进行氧化处理，后使用化学交联剂是羽毛蛋白大分子链间发生交联反应，提升羽绒的蓬松度，该方法的弊端是化学反应剧烈，不易控制，稍有不慎就会导致羽绒降解过度，降低羽绒的蓬松度，而反应不充分又无法实现提升蓬松度的目的；而后期的化学交联剂又容易发生副反应，引入甲醛等有害物质。
发明内容
解决的技术问题：本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种高蓬松度羽绒的制备方法，该方法先采用氧化剂对羽绒进行预氧化，后再用谷氨酰胺转氨酶对预处理的羽绒进行处理，从而实现提升羽绒蓬松度的目的。
技术方案：
一种高蓬松度羽绒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，羽绒的清洗，将羽绒、水和脱脂剂混合，在水洗机中清洗；
步骤2，羽绒的预氧化，将步骤1清洗后的羽绒、水和氧化剂混合，在水洗机中对羽绒进行预氧化；
步骤3，羽绒的交联，将步骤2预氧化后的羽绒、水和谷氨酰胺转氨酶混合，反应后即得。
进一步地，步骤1中水和羽绒的质量比为40～60：1，脱脂剂的用量为3～5g/L，温度为30～50℃，清洗时间为30min。
进一步地，步骤1中所使用的脱脂剂为非离子表面活性剂，具体为脂肪醇聚氧乙烯醚、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段式聚醚、聚硅氧烷聚醚共聚物、烷基醇酰胺、烷基糖苷1618中的一种或几种的混合物。
进一步地，步骤2中水和羽绒的质量比为20～40：1，氧化剂的用量为0.5～2g/L，pH为3-4，反应时间为30min。
进一步地，步骤2中氧化剂为H2O2。
进一步地，步骤3中水和羽绒的质量比为10～20：1，谷氨酰胺转氨酶的用量为0.3～0.5g/L，反应温度45～55℃，反应时间为1h。
本发明选择H2O2作为氧化剂对羽绒进行氧化处理，氧化反应温和，相对于含卤氧化剂而言对羽绒的损伤更小，同时还可避免残留卤素对环境的以及对人体健康带来的不利影响。
谷氨酰胺转氨酶(TGase)能够催化转酰基反应，使得蛋白质和氨基酸之间、蛋白质本身分子内或分子间发生共价交联反应。经TGase交联的蛋白质会用于更高的分子量，同时交联产物，对机械力的破坏作用和水解的抵抗能力也会显著提高。羽绒主要是由蛋白质组成，蛋白质的大分子链中含有大量氨基，因此经过预氧化的羽绒，是谷氨酰胺转氨酶的良好底物。
有益效果：本发明先利用双氧水的氧化作用对清洗后的羽绒进行氧化预处理，破坏羽绒表层由甾醇与磷酸三脂组成的细胞膜，打开羽绒蛋白分子链间的二硫键，使得大分子链趋于平直，后通过谷氨酰胺转氨酶的生物交联作用，使得蛋白质大分子链间的氨基发生交联反应，从而使得羽绒纤维之间的结合力增加，羽绒的弹性变大，蓬松度也随之增加。相对于传统的化学交联法，本发明的生物交联法高效，成本低，反应条件温和，操作方便；同时，还能避免化学交联法由于副反应而产生的甲醛，降低了羽绒制品对人体的伤害；此外，生物法还有利于环境的保护，降低污水的排放量。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件(例如参考赵涛编著的《染整工艺与原理》，中国纺织出版社，2009)或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
一种高蓬松度羽绒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，水洗：将水和羽绒的质量比为40：1的混合物加入到水洗机中，加入脱脂剂脂肪醇聚氧乙烯醚3g/L，温度为30℃，水洗30min。
步骤2，预氧化：将水洗后的羽绒按照水和羽绒的质量比为20：1加入到水洗机中，加入的H2O2的用量为0.5g/L，温度为室温，pH为3.5，转动30min。
步骤3，酶交联：将预氧化的羽绒和水按照1：10质量比加入到水洗机中，谷氨酰胺转氨酶的用量为0.3g/L，反应温度45～55℃，水洗时间为1h。
实施例2
一种高蓬松度羽绒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，水洗：将水和羽绒的质量比为50：1的混合物加入到水洗机中，加入脱脂剂乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段式聚醚4g/L，温度为30℃，水洗30min。
步骤2，预氧化：将水洗后的羽绒按照水和羽绒的质量比为30：1加入到水洗机中，加入的H2O2的用量为1g/L，温度为室温，pH为3.5左右，转动为30min。
步骤3，酶交联：将预氧化的羽绒和水按照1：15质量比加入到水洗机中，谷氨酰胺转氨酶的用量为0.4g/L，反应温度45～55℃，水洗时间为1h。
实施例3
一种高蓬松度羽绒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，水洗：将水和羽绒的质量比为60：1的混合物加入到水洗机中，加入脱脂剂烷基醇酰胺、烷基糖苷1618的任意比例混合液5g/L，温度为30℃，水洗30min。
步骤2，预氧化：将水洗后的羽绒按照水和羽绒的质量比为40：1加入到水洗机中，加入的H2O2的用量为1.5g/L，温度为室温，pH为3.5左右，转动为30min。
步骤3，酶交联：将预氧化的羽绒和水按照1：20质量比加入到水洗机中，谷氨酰胺转氨酶的用量为0.5g/L，反应温度45～55℃，水洗时间为1h。
对照例1
与实施例2的区别在于：步骤2中不加入氧化剂。
一种高蓬松度羽绒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，水洗：将水和羽绒的质量比为50：1的混合物加入到水洗机中，加入脱脂剂乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段式聚醚4g/L，温度为30℃，水洗30min。
步骤2，预氧化：将水洗后的羽绒按照水和羽绒的质量比为30：1加入到水洗机中，温度为室温，pH为3.5左右，转动为30min。
步骤3，酶交联：将预氧化的羽绒和水按照1：15质量比加入到水洗机中，谷氨酰胺转氨酶的用量为0.4g/L，反应温度45～55℃，水洗时间为1h。
对照例2
与实施例2的区别在于：步骤2中加入化学交联剂谷氨酰胺转氨酶。
一种高蓬松度羽绒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，水洗：将水和羽绒的质量比为50：1的混合物加入到水洗机中，加入脱脂剂乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段式聚醚4g/L，温度为30℃，水洗30min。
步骤2，预氧化：将水洗后的羽绒按照水和羽绒的质量比为30：1加入到水洗机中，加入的H2O2的用量为1g/L，温度为室温，pH为3.5左右，转动为30min。
步骤3，酶交联：将预氧化的羽绒和水按照1：15质量比加入到水洗机中，反应温度45～55℃，水洗时间为1h。
按照国标GB/T14272-2002和行业标准FZ/T81002-2002所述内容来测试羽绒的各项指标如下表所示。
实施例1 实施例2 实施例3 对照例1 对照例2
残脂率(％) 0.7 0.6 0.8 0.7 0.6
耗氧量(mg/100g) 8.5 7.4 8.1 6.9 7.1
蓬松度(in3) 593 611 629 556 523
由上表可知，被H2O2氧化后的羽绒产品经过谷氨酰胺转氨酶的酶促交联反应之后，羽绒的蓬松度明显提升，同时氧化剂的氧化作用也有助于交联反应更加充分，有助于提高蓬松度。

Claims (6)

1.一种高蓬松度羽绒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，羽绒的清洗，将羽绒、水和脱脂剂混合，在水洗机中清洗；
步骤2，羽绒的预氧化，将步骤1清洗后的羽绒、水和氧化剂混合，在水洗机中对羽绒进行预氧化；
步骤3，羽绒的交联，将步骤2预氧化后的羽绒、水和谷氨酰胺转氨酶混合，反应后即得。
2.根据权利要求1所述的高蓬松度羽绒的制备方法，其特征在于：步骤1中水和羽绒的质量比为40～60：1，脱脂剂的用量为3～5g/L，温度为30～50℃，清洗时间为30min。
3.根据权利要求1所述的高蓬松度羽绒的制备方法，其特征在于：步骤1中所使用的脱脂剂为非离子表面活性剂，具体为脂肪醇聚氧乙烯醚、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段式聚醚、聚硅氧烷聚醚共聚物、烷基醇酰胺、烷基糖苷1618中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的高蓬松度羽绒的制备方法，其特征在于：步骤2中水和羽绒的质量比为20～40：1，氧化剂的用量为0.5～2g/L，pH为3-4，反应时间为30min。
5.根据权利要求1所述的高蓬松度羽绒的制备方法，其特征在于：步骤2中氧化剂为H2O2。
6.根据权利要求1所述的高蓬松度羽绒的制备方法，其特征在于：步骤3中水和羽绒的质量比为10～20：1，谷氨酰胺转氨酶的用量为0.3～0.5g/L，反应温度45～55℃，反应时间为1h。
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